二岩石的风化和母质的类型

二 岩石的风化和母质类型
第一节 岩石的风化过程
风化作用是地球表面或近地球表面的岩 石在大气圈各种营力作用下所产生的物 理化学变化。岩石发生物理和化学的变 化称为风化。
一、岩石风化作用的类型
由于作用因子的不同，岩石风化作用过程的 特点各异，可分为物理风化，化学风化和生物风 化三大类型。
（一）物理风化
● 湖积物 湖积物指原湖泊底部的沉积物质， 以后由于湖水位的下降或陆地上升而出露的一 种母质。
●浅海沉风积物 风积物是经风搬运而堆积的物质， 如风成砂和黄土。形成的土壤肥力低。一般风 积物多为砂丘、砂岗等。
● 黄土及黄土状物质 黄土是由风搬运沉积 的第四纪陆相粉砂质富含碳酸钙的土状沉积物。 黄土形成的土壤肥力一般较高。
总之，成土母质虽然与岩石有了较大区别， 但仍不具备土壤最基本的特性——土壤肥力，成土 母质不是土壤，只是为土壤的形成提供了物质条 件。 二、成土母质形成的阶段性
根据元素的迁移情况，成土母质的形成大致经 过4个阶段：
1．碎屑阶段 是岩石风化的最初阶段，物理风化 占优势，化学风化不明显，只有氯和硫元素发生移 动，母质中主要是碎屑物质，其成分基本上与母岩 一致。
（三）生物风化作用
岩石和矿物在生物影响下发生的物理和化 学变化称生物风化作用。生物风化作用主要有 两个方面：
1．生物的机械破碎作用
由生物的
生命活动引起的岩石机械破碎作用(物理风
化)。例如：根劈作用。
2．生物的化学分解作用
有些生物
在生命活动中靠分泌酸类物质分解岩石，
从中吸取营养物质。
▲▲上述3种风化类型之间相互影响，相互 联系,只是在不同的外界条件下各有侧重。
●第四纪红色粘土 指第四纪温暖潮湿气候下形成 的红色粘质残积物或运积物。质地粘重，呈红色、棕 红色，养分含量少，酸至强酸反应。
★ 风和流水的作用 主要风和流水把岩石表层剥 落的碎屑吹走、冲走及磨蚀。
★ 冰川作用 冰川底部和两侧的岩石会受到冰川 的压力和磨蚀作用而破碎。
★ 卸荷作用 指由岩石卸荷释重而引起的剥离作用。 在花岗岩分布区最为常见。
（二）化学风化作用
岩石和矿物在大气，水及生物的相互作用下发生 的化学成分和矿物组成的变化，称化学风化。
二、影响风化作用强弱的因素
1. 岩石矿物本身的性质。 包括岩石的成分、 颜色深浅、粒级组成，有无层理、片理结构及垂 直节理等。
2. 岩石所处的环境条件。主要有气候带、 植物的盖度、地形条件等。
地壳物质循环
第二节 矿物岩石的成分、结构及其 稳定性
在相同的外界条件下，不同的矿物和岩石 表现出风化的难易程度不同，这是由于矿物、 岩石本身内在的化学组成、结晶构造不同而造 成的。地壳岩石中最普遍的矿物是原生硅酸盐 类和石英，它们的化学结构中的基本单位是硅 氧四面体。
2．钙积阶段 这一阶段大部分氯和硫已淋失， Ca、Mg、K、Na等元素大部分保留下来，有些 钙游离出来，形成碳酸钙，往往沉积在碎屑孔隙 内，母质呈中至碱性反应。黑钙土、栗钙土等土 类的发育就停留在这一阶段。
3．酸性铝硅阶段（硅铝化类型） 这一阶段的母 质 中 Ca、Mg、K、Na 都 受 到 淋 失 ， 同 时 硅 酸 盐 和铝硅酸盐中的硅酸也部分淋失，母质呈酸性反 应，颜色以棕或红棕色为主，黄棕壤及部分棕色 成土母质的发育至此阶段。
● 坡积物 坡积物是基岩风化物被雨水或融雪 水在重力作用下，沿斜坡运行，堆积在山坡和山 麓的一种运积母质。肥力较高。
● 洪积物 是山洪夹杂泥沙和碎石沉积在山前 谷口一带的一种运积母质。洪积母质往往形成扇 形，称为洪积扇。洪积物的母质层较深厚，养分 丰富，形成的土壤肥力较高。
●冲积物 冲积物指被河水或山溪水搬运而沉 积的物质。冲积物因流域广，成分复杂，养分 也比较丰富。
这种四面体相互联结的程度与矿物的稳定性有密 切关系。从硅氧四面体的联结程度来看，矿物稳定性 大小，即风化难易的次序是：
架状结构 ＞ 层状结构 ＞ 双链结构 ＞ 单链结构 ＞ 岛状结构
（石英、长石）（云母、滑石） （角闪石） (辉石) （橄榄石）
第三节 成土母质与类型
成土母质指岩石风化后形成的疏松碎屑物， 通过成土过程可发育为土壤。可分为残积母质 和运积母质。这种物质是形成土壤的基础，因 此称为成土母质，简称母质。 一、成土母质的特性 1．表面积的增加 2．孔隙性的发展 3．植物营养元素的释放
岩石发生疏松、崩解等机械破坏过程，只 造成岩石结构、构造的改变，一般不引起化学 成分的变化的过程称为物理风化。(见下图）
岩石的层状剥落示意图
引起物理风化作用的因素很多，主要有：
★ 热力作用 岩石受热后引起表层和内部热胀 冷缩不同引起。
★ 冰劈作用 进入岩石裂缝中的水反复融化与 冻结，对岩面产生劈裂作用而引起。
引起化学风化作用的主要因素有
●溶解作用 指岩石矿物溶解于水的作用。
●水化作用 指水分子与矿物化合生成含水矿 物的化学作用。
●水解作用 指矿物与水发生反应而分解的 作用。
● 氧化作用 岩石中的很多矿物都能被自然 界的氧氧化生成新矿物。
● 碳酸化作用 碳酸与岩石中的金属离子发生 反应形成碳酸盐的作用称之为碳酸化作用。这种 现象在石灰岩地区最为常见。
4．铝阶段（富铝化类型） 这一阶段母质中的 盐基和硅酸全部淋失，残留的只是硅和铝的氧化 物，形成鲜明的红色，母质呈酸性至强酸性。我 国华南的红壤、砖红壤的成土母质发育至此阶段。
三、成土母质的类型
● 原积物 原积物也称残积物。指基岩风化后 残留于原地的物质。母质的性质受母岩影响较大， 一般上层颗粒细，下层粗，逐渐过渡到母岩层 。
硅硅氧所四硅面氧体四的面顶体视的图顶视图 硅硅氧四面体构造的侧视图示
铝氧八面体顶视图示 铝氧八面体构造的侧视图示
硅氧四面体的联结主要有以下几种类型：
（一）岛状结构 （二）单链结构 （三）双链结构 （四）层状结构 （五）架状结构
总的来看，矿物抵抗风化的能力和稳定 性的大小，主要和四面体的连接程度、盐基 性强弱四面体与铝氧四面体的相对含量有关。 原生硅酸盐矿物稳定性的实际情况和上述原 一致的。